Automação: Controle Eletromecânico, Pneumático e Eletropneumático

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Autores de este libro 
 
 
 
 
 
1º Edición 5 de Marzo del 2007 
2º Edición 24 Marzo del 2008 
3º Edición 22 de Septiembre del 2008 
4º Edición 16 de Julio del 2009 
5º Edición 28 de Enero del 2010 
6º Edición 25 de Septiembre del 2010 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El hombre conjuga con la automatización a dos de sus mejores dones: 
La visión e ingenio de su mente y la destreza creadora de sus manos, 
permitiéndose con ello, ser más productivo, más libre y más humano. 
 
 Mtro. Roberto Cárdenas Rodríguez 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
Automatización 
 
Contenido ................................................................................................................... 5 
 
Prólogo ....................................................................................................................... 7 
 
Introducción ............................................................................................................... 9 
 
 CAPÍTULO 1 CONTROL ELECTROMECÁNICO ............................................... 11 
 Introducción ..................................................................................................................... 11 
1.1 - Estructura de un relevador ...................................................................................... 11 
 1.1.1 - Funcionamiento del relevador. ......................................................................... 12 
1.2 - Simbología. ............................................................................................................. 13 
1.3 - Normatividad .......................................................................................................... 14 
1.4.- Circuitos combinacionales. .................................................................................... 16 
1.4.1- Ejemplos con circuitos combinacionales. .......................................................... 17 
 
Automatización con circuitos secuenciales ............................................................... 25 
 Introducción ..................................................................................................................... 25 
1.5.1 - Circuitos Bi-estables. (Donde interviene la memoria). ........................................ 25 
1.5.2- Ejemplos de circuitos bi-estables. ...................................................................... 28 
1.6 - Método intuitivo en la solución de secuenciales. .................................................... 40 
 1.6.1- Ejemplo de circuitos con el método intuitivo. .................................................... 41 
1.7. - Circuitos Mono estables. (Donde interviene el tiempo). ........................................ 45 
1.7.1- Ejemplos de circuitos Mono estables. ................................................................ 46 
1.8 - Circuitos As-tables. (Donde intervienen los osciladores). ...................................... 48 
1.8.1- Ejemplos de circuitos As-tables. ........................................................................ 48 
1.9 - Circuitos con finales de carrera. (Donde interviene el posicionamiento). .............. 57 
1.9.1- Ejemplos de circuitos con finales de carrera. ..................................................... 58 
 
 
CAPÍTULO 2 CONTROL NEUMÁTICO ............................................................... 79 
 Introducción ..................................................................................................................... 79 
2.1 – Qué es automatizar. ................................................................................................. 80 
2.2 – Automatización con circuitos neumáticos. ............................................................. 80 
 2.2.1 – Propiedades del aire comprimido. .................................................................... 80 
2.2.2 – Ventajas del aire comprimido. .......................................................................... 80 
2.2.3 – Desventajas del aire comprimido. ..................................................................... 81 
2.3 - Representación esquemática de las válvulas. ......................................................... 81 
2.3.1 - Simbología neumática. ........................................................................................ 83 
2.4 - Ejercicios neumáticos. ............................................................................................ 87 
2.5 - Regulación de velocidad. ........................................................................................ 94 
 2.5.1 - Ejercicios con regulación de velocidad. ........................................................... 96 
2.6 - Automatizaciones neumáticas ................................................................................ 98 
 
 
 
 
6 
 
CAPÍTULO 3 CONTROL ELECTRO NEUMÁTICO .......................................... 103 
 Introducción ..................................................................................................................... 103 
3.1 - Ejemplos con circuitos electro neumáticos. ........................................................... 103 
 
 
CAPÍTULO 4 CONTROL PROGRAMABLE ..................................................... 119 
 Introducción. .................................................................................................................... 119 
 4.1.- La unidad central de procesos. ............................................................................... 122 
 4.2.- Memorias. ............................................................................................................... 122 
 4.3.- Módulos de entradas y salidas. ............................................................................... 123 
 4.4.- Conclusiones generales sobre los PLCs. ................................................................ 126 
 4.5.- Configuración del software de programación de PLC de la Marca. ...................... 127 
 GE Fanuc de la serie 90_30, 90-20 y Micro 90 
 
 Automatización con control programable Ge Fanuc ............................................... 140 
 Introducción. .................................................................................................................... 140 
4.6.- Ejemplos de circuitos combinacionales con control programable ....................... 140 
4.7.- Formas de insertar, cortar y pegar contactos en modo de run .............................. 155 
4.8.- Programación de circuitos donde intervienen las memorias ................................ 172 
4.9.- Programación de circuitos donde interviene el tiempo. ....................................... 188 
4.10.- Programación de circuitos con contadores. .......................................................... 197 
4.11.- Programación de circuitos con la función master control y jump. ....................... 202 
4.12.- Programación de circuitos con secuenciadores. ................................................... 210 
4.13.- Programación de circuitos con subrutinas. ........................................................... 223 
4.14.- Programación de circuitos con funciones de relación .......................................... 227 
4.15.- Programación de circuitos con funciones matemáticas. ....................................... 231 
4.16.- Programación de circuitos con registro de corrimiento ........................................ 232 
4.17.- Programación de circuitos de automatización con edición de variables ............. 236 
 
ANEXO 1......................................................................................................................... 272 
 
CAPITULO 5 CONTROL PROGRAMABLE ALLEN BRADLEY………………275 
5..- Instrucciones............................................................................................................. 275 
5.1.-Instrucciones de un bit .............................................................................................. 277 
5.2.-Instrucciones de desplazamiento de (bit a bit) .......................................................... 280 
5.3.-Instrucciones de temporización ................................................................................ 287 
5.4.-Instrucciones de comparación .................................................................................. 289 
5.5.-Instrucciones de control ............................................................................................ 296 
5.6.-Instrucciones matemáticas ........................................................................................ 301 
5.7.-Instrucciones lógicas y de movimiento .................................................................... 303 
5.8.-Instrucciones de secuenciador .................................................................................. 307 
 
AUTORES: 
Mtro. GUSTAVO GUTIÉRREZ CORONA 
Mtro. ALBERTO DE LA MORA GÁLVEZ 
Mtro. ENRIQUE GALVÁN MORALES 
Mtro. ROBERTO CÁRDENAS RODRÍGUEZ 
 
 
7 
 
Prologo 
q 
Un libro que guía el aprendizaje más que libro es un amigo, y este es el verdadero motivo de 
los autores de esta obra. Un libro que se antoja complicado y elevado en los conceptos que se tratan, 
pero la forma en que se exponen los contenidos y los ejemplos lo hacen un documento de apoyo 
para los estudiantes que requieren repasar los temas que, no solo en el Centro Universitario de 
Ciencias Exactas e Ingenierías se abordan, sino en general para todos aquellos estudiosos de la 
automatización industrial. 
 
 Se requiere constancia y paciencia, pero sobre todo perseverancia, no solo para escribir una 
obra técnica, sino para exponerla en forma clara y concisa, es el espíritu con el que este libro se 
desarrolla, los estudiantes de estos temas serán los primeros beneficiados, al contar con un 
instrumento de aprendizaje eficaz. 
 
La cantidad de ejemplos mostrados, las figuras que lo ilustran y la forma sencilla y práctica en 
que son expuestos los temas lo hacen fácil de seguir y entender, el límite son las ideas de los lectores 
al concebir diferentes formas de aplicar lo estudiado y potenciar sus capacidades en el diseño de 
automatizaciones industriales. 
 
Recomendamos no saltarse los primeros capítulos, en ellos se explica los fundamentos para 
comenzar a automatizar procesos sencillos con control electromecánico y paulatinamente en cuanto 
se van introduciendo nuevos elementos de control, éstos, se van utilizando para realizar 
automatizaciones más completas. 
 
Si quiere convertirse en un experto en automatización recuerde que este es un buen principio y 
no olvidar que para automatizar solo se requieren dos cosas; intuición lógica y práctica. La intuición 
depende de cada uno de ustedes y para lograr esa intuición se requiere el conocimiento de los 
diferentes dispositivos que se tienen en el mercado para poder utilizarlos, esta es la función de este 
libro, y la práctica que se adquiere con el tiempo. 
 
Obras bastante buenas y extensas existen en el mercado que nos enseñan a calcular, diseñar, 
interpretar e implementar circuitos de control; por lo tanto no espere encontrar en el presente 
trabajo, ni cálculos complicados, ni teoría extensa o profunda, sino tan solo, una breve descripción 
de los diferentes elementos que intervienen en una automatización y como se les aplica. 
 
 
 
 
Mtro. Alberto de la Mora Gálvez. 
 
 
 
 
 
 
8 
 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 9 
Introducción 
q 
Esta sexta edición del libro se ha enriquecido con el capitulo 5 en donde se aborda el control 
programable de la marca Allen Bradley que es una de las marcas lideres en Automatización a nivel 
mundial y principalmente en el País por lo que consideramos será de gran utilidad a los estudiantes 
e interesados que aborden esta abra, el resto de la obra se ha enriquecido con ejercicios y la 
retroalimentación de alumnos y maestros de la academia, a los cuales les extendemos un sincero 
agradecimiento por sus aportaciones, se mantiene el objetivo primordial para servir de guía de 
aprendizaje y consulta del programa de la materia de automatización que se imparte en el 
Departamento de Electrónica del Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías de la 
Universidad de Guadalajara. 
 
Pretendemos que este sea su instrumento de aprendizaje y trabajo más preciado. Por ello, el 
primer requisito para su utilización eficaz es tenerlo al lado cuando trabaje, investigue o se divierta 
utilizando los conceptos que aquí se muestran para la automatización. 
 
Incluye una gran cantidad de ejemplos prácticos y atractivos, el lector podrá encontrar por lo 
menos un ejercicio o más por cada uno de los elementos utilizados en la presente obra y que se 
utilizan en la automatización. A través de ellos le será mucho más fácil la comprensión de sus 
funciones y sus opciones. 
 
En el capítulo 1 se dan las bases para el desarrollo de circuitos combinacionales utilizando 
control electromecánico y es el punto de partida para el objetivo principal de esta obra que es el 
control programable, considerando, además, que en la industria nacional se encuentran muchos 
equipos con control electromecánico a los cuales se les debe dar servicio, por otro lado, hay 
circuitos que por seguridad deben ser cableados y no programados, las normas y el correcto uso de 
las mismas para la elaboración de diagramas de escalera ya es un lenguaje común y mundialmente 
interpretable, las bases para el desarrollo de circuitos secuénciales con control electromecánico 
además se toma como punto de partida para lograr la introducción al control programable también 
se abordan en este capítulo. 
 
El trabajo repetitivo en la industria lo proporciona la fuerza neumática que puede realizar 
muchas funciones mejor y más rápidamente que la destreza manual y la fuerza humana, de forma 
más regular y sobre todo durante más tiempo sin sufrir los efectos de la fatiga, aspectos que son 
tratados en el capítulo 2. 
 
Dado que en la actualidad, la mayoría de las automatizaciones son realizadas por medio de 
control electro neumático, esto es, la parte de potencia es realizada por equipo neumático y la parte 
de control por medios eléctricos o electrónicos, en el capítulo 3 se expone las bases de este tipo de 
control. 
 
En el capítulo 4 se establecen las bases del control programable mediante PLCs, dando una 
introducción muy clara de las características generales de los mismos e introduciendo al lector a la 
familia de PLC’s de la marca GE Fanuc de la serie micro 90, 90-20 y 90-30. 
 
Las formas como se programan las partes de la arquitectura del PLC Marca Ge Fanuc, con 
ejemplos prácticos y sencillos, desde circuitos combinacionales, circuitos donde intervienen las 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 10 
memorias, circuitos donde interviene el tiempo, circuitos utilizando contadores, etc., hasta los 
circuitos con registros de corrimiento se explican ampliamente en el capítulo 6. 
 
También encontrará algunos consejos que le harán explotar toda la potencia de su imaginación 
y le harán aceleran el proceso de diseño de automatizaciones industriales. 
Es el libro para aprender el proceso de automatización industrial, le recomendamos no saltarse 
los primeros capítulos, en ellos se explica los fundamentos para comenzar a automatizar procesos 
sencillos con control electromecánico y paulatinamente en cuanto se van introduciendo nuevos 
elementos de control éstos, se van utilizando para realizar automatizaciones más completas. 
 
No espretensión de este trabajo sustituir a alguna otra obra en algún momento, sino 
complementarla simplemente. Es nuestro mayor deseo que el estudiante la encuentre útil, dado que 
se ha tratado de suprimir todo lo que se refiere a teoría ya explicada en otros libros para evitar ser 
una repetición o que por su complejidad, sería complicado enmarcarla en un trabajo de esta 
magnitud. Nos hemos propuesto de ésta, una guía de rápida consulta que nos proporcione la 
información necesaria para conocer y realizar pequeñas automatizaciones que nos sirvan de base 
para realizar automatizaciones más complejas. 
 
Sirva entonces como complemento simplemente a tantas y tan buenas obras existentes. 
 
 
 
Atentamente: 
Los autores 
 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 11 
CAPÍTULO 1 CONTROL ELECTROMECÁNICO 
 
Introducción: 
En este capítulo vamos a dar las bases para el desarrollo de circuitos combinacionales y 
circuitos secuenciales con control electromecánico. Además nos servirá como punto de partida 
para el objetivo principal de esta obra que es el control programable. 
 
 También es importante aclarar que en la industria nacional se encuentran muchos equipos con 
control electromecánico a los cuales se les debe dar servicio, y además de que hay circuitos que por 
seguridad deben ser cableados y no programados. 
 
 También en este capítulo veremos por que es importante el correcto uso de las normas para la 
elaboración de diagramas de escalera, de tal manera que sea un lenguaje común y mundialmente 
interpretable. 
 
 
1.1 Estructura de un relevador 
En la elaboración de diagramas de escalera se utilizan principalmente relevadores, 
temporizadores, contadores, finales de carrera, árboles de levas etc. sin embargo uno de los 
elementos fundamentales para la realización de los mismos son los relevadores, y estos sin importar 
el fabricante, modelo, cantidad de contactos o el voltaje aplicado a la bobina, están compuestos 
fundamentalmente por cinco partes como son: Bobina, núcleo, armadura, resorte y contactos. 
 
Una representación de los mismos los podemos ver en las siguientes figuras 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3 
y 1.1.4, 1.1.4a, 1.1.4b. 
 
 
Figuras 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3, 1.1.4, 1.1.4a, 1.1.4b. 
 
En la figura 1.1.1 podemos observar un relevador con un contacto normalmente abierto. En la 
figura 1.1.2 se tiene un relevador con un contacto abierto y uno cerrado (independientes), en la 
figura 1.1.3 se tiene un relevador con un común para un cerrado y un abierto y en la figura 1.1.4 se 
tiene un relevador con dos comunes, dos abiertos y dos cerrados, finalmente en la figura 1.1.4a se 
tiene conectado al relevador dos lámparas F1 y F2, donde F1 se encuentra encendida sin estar 
energizado la bobina del relevador mientras que F2 se encuentra apagada, en el momento que 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 12 
cerramos el interruptor Ig se forma un campo magnético que provoca un cambio de posiciones de 
los contactos apagándose la lámpara F1 y encendiendo la lámpara F2, observe la figura 1.1.4b, 
finalmente cuando abrimos de nuevo el interruptor Ig regresa el relevador a su estado original tal 
como lo muestra la figura 1.1.4a. 
 
Aún cuando se ha mencionado las partes de que está compuesto un relevador, hay tres puntos 
importantes que los diferencian, y son: 
 
a.- El tipo de voltaje que se aplica a la bobina, 
b.- La cantidad de contactos con que cuenta el mismo 
c.- La capacidad de corriente que puede permitir al circular por sus contactos. 
 
El voltaje aplicado a la bobina puede ser de corriente alterna o de corriente directa y los 
podemos encontrar en el mercado desde (3, 6, 12, 24, 48, 110, 220) Volts. 
 
También podemos encontrar relevadores con un contacto normalmente abierto o con un 
contacto normalmente cerrado (también conocido como contactos secos), o con un contacto abierto 
y un contacto cerrado, o bien con un contacto común para el abierto y para el cerrado, 
 
Los podemos encontrar con dos contactos abiertos y dos cerrados teniendo un común para 
cada juego de contactos y así sucesivamente hasta 90 juegos de contactos con sus comunes, aunque 
se hace la aclaración de que este tipo de relevadores fueron muy utilizados en circuitos de 
conmutación en sistemas telefónicos los cuales fueron sustituidos por sistemas electrónicos. 
 
NOTA: La palabra normalmente abierto o normalmente cerrado se refiere al relevador sin 
 energizar. 
 
Cuando se mencionan los contactos es muy importante aclarar la cantidad de corriente que 
circulara por los contactos y de acuerdo a esa información, seleccionar el adecuado, por lo tanto lo 
podemos encontrar con capacidades desde miliamperes hasta miles de amperes. 
 
Cuando se utilizan los relevadores para el arranque de un motor trifásico (con contactos secos 
para cada una de las fases) se les llaman contactores y si, a este, se le coloca el elemento de 
protección o termo magnético se le llama arrancador. 
 
1.1.1.- Funcionamiento del relevador: 
 
Al cerrar el Interruptor Ig, (ver las figuras 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3 1.1.4 1.1.4a 1.1.4b) se forma 
un campo magnético en la bobina, este campo magnético genera una fuerza magnetomotriz que a su 
vez trata de reducir al mínimo su reluctancia (oposición al campo magnético), y como podemos 
observar, el resorte se opone al campo magnético, de tal manera que si esta fuerza magnética es 
mayor a la oposición que esta ejerciendo el resorte, la armadura se desplazará de tal manera que el 
contacto que estaba abierto se cerrará y el contacto que estaba cerrado se abrirá y al abrir el 
interruptor se pierde la fuerza del campo magnético y el resorte lo regresará al estado original. 
 
En las figuras 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3 1.1.4 1.1.4a 1.1.4b se han presentado algunos relevadores 
sencillos pero los podemos encontrar con una serie de contactos que pueden alcanzar hasta 90 
contactos abiertos y 90 cerrados. 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 13 
1.2 Simbología 
 
 En la industria se pueden encontrar dispositivos de fabricación tanto europea como americana, 
es por ello importante describir los símbolos para ambos sistemas. En la figura 1.2.1 se observan los 
diferentes arreglos de contactos que podemos encontrar en un relevador. 
 
 
 
 
 
Figura 1.2.1 
 
A simple vista podemos decir que este relevador se puede sustituir por un botón que tenga 
muchos juegos de contactos, si bien es cierto, la función del relevador es mucho mas importante ya 
que con el podemos generar memorias y con ellas secuencias automáticas con lo que ya el botón no 
nos podría dar dicha información. 
 
Aquí se presenta una fotografía de cuatro relevadores montados en un circuito impreso 
 
 
 
 
 
En la simbología americana la bobina se representa por un círculo y para diferenciar una 
bobina de otra se les ponen nombres por ejemplo R1 para el primer relevador y R2 para el segundo y 
así sucesivamente. 
 
Para los contactos abiertos se ponen dos líneas paralelas y para los contactos cerrados se 
ponen dos líneas paralelas con una diagonal que lo cruza indicando que es cerrado. 
 
En la simbología europea la bobina se representa por un rectángulo y para diferenciarla de otra 
bobina se le ponen iniciales por ejemplo R1 para el primer relevador y R2 para el segundo y así 
sucesivamente. 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 14 
 En ambas simbologías tanto la americana como la europea, para identificar las patitas del 
relevador se le ponen números, haciendo la aclaración que en la simbología europea para identificar 
las patitasde la bobina se ponen las letras (a, b). 
 
En la figura 1.2.2 se muestra la simbología americana y europea. 
 
 
 
 Figura 1.2.2 
 
 Cuando un contacto se encuentra solo o de forma independiente (sin conexión en común con 
otro contacto), se dice que es un contacto seco. 
 
1.3 Normatividad 
 Normas que se deben seguir para la elaboración de un diagrama de escalera. 
 
A continuación vamos a representar en un diagrama de escalera, el funcionamiento del 
relevador con simbología americana y europea. Ver figura 1.3.1. 
 
Observe como los diagramas americanos se diseñan en forma vertical, mientras que en 
diagramas europeos se diseña en forma horizontal. 
 
 
 (Simbología americana) (Simbología europea) 
 
 Sin activar B1 Activando B1 Sin activar B1 Activando B1 
 
 
Figura 1.3.1 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 15 
Como se puede observar en la figura 1.3.1 cuando se tiene sin activar el botón B1, el relevador 
R1 se encuentra desenergizado y el foco F2 se encuentra energizado; luego, al oprimir el botón B1 
se energiza la bobina del relevador R1 y cambian de estado sus contactos y el foco F2 se apaga al 
abrirse el contacto cerrado y el foco F1 se enciende ya que el contacto abierto de R1 se cierra, y al 
soltar el botón B1 se desenergiza el relevador R1 regresando a su estado original, esto es F2 se 
enciende de nuevo y F1 se apaga. 
 
Para que esto quede un poco más claro, vamos a poner un ejemplo: ver figura 1.3.2 
 
Se tienen dos botones y se tienen cuatro focos, los cuales deberán prender en las siguientes 
condiciones: 
 
1.- Si los dos botones se encuentran abiertos (sin activar) se enciende el foco número uno. 
2.- Si se activa el botón uno se enciende el foco número dos y se apaga el uno. 
3.- Si se activa el botón dos se apaga el foco dos y se enciende el foco número tres. 
4.- Si se activan los dos botones se apaga el foco número tres y se enciende el foco número 
 cuatro. 
 
Como se puede observar nunca podrán encender más de un foco y siempre deberá estar 
encendido al menos uno. 
 
NOTA: 
Para este ejemplo nos están pidiendo que se resuelva el problema con botones que tengan un 
contacto abierto solamente, por lo tanto cuando nos dicen que si los dos botones están abiertos, 
deberá prender el foco uno inmediatamente podemos decir que esto seria imposible, pero vamos a 
suponer que se tienen botones con varios contactos abiertos y cerrados, con lo cual una solución 
seria como se describe paso a paso en la figura 1.3.2: 
 
NOTA: 
 En el siguiente ejercicio y en los posteriores utilizaremos sólo simbología americana. 
 
 
 
Figura 1.3.2 
 
Aquí podemos observar que en sistemas donde no se requiere secuencia se pueden resolver 
algunos problemas de automatización con botones solamente, pero hay que tomar en cuenta que 
cuando son muchas las variables no es muy común que se tengan botones con gran cantidad de 
contactos. 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 16 
Regresando al funcionamiento del relevador imaginemos que se tiene un problema como el 
anterior con botones con un solo contacto abierto, y que tengamos que utilizar relevadores, si para 
este ejemplo tuviéramos que dibujar el relevador tal como lo muestran las figuras 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3, 
y 1.1.4 seria bastante engorroso, es por ello que se desarrollo cierta simbología para facilitar el 
trabajo. 
 
 
1.4 Circuitos combinacionales. 
 Los circuitos combinacionales son aquellos en los que sus salidas dependen única y 
exclusivamente de las entradas sin importar la secuencia en que se introdujeron dichas señales y su 
respuesta es inmediata, esto es, son circuitos donde no interviene el tiempo. 
 
Para la elaboración de circuitos electromecánicos de control, o control convencional o 
control cableado, como también suele ser conocido, se usan los diagramas de escalera, los cuales 
sirven para mostrar de forma clara y ordenada diagramas de control, un ejemplo del formato para un 
diagrama de escalera se muestra a continuación: 
 
Primeramente se colocan dos rieles sobre los cuales se coloca el diferencial de potencial tal 
como lo muestra la figura 1.4.1 Este diferencial de potencial puede ser de corriente directa o de 
alterna, y al voltaje que se desee trabajar el cual puede ser de (220, 110, 48, 24, 12, 6 o 3 Volts de 
directa o de alterna). En esta figura 1.4.1 se muestran los rieles a los cuales se les ha aplicado el 
diferencial de 110 Volts de a.c. Luego se colocan los eslabones los cuales se representan en este 
caso como líneas punteadas tal como se observa en la fig. 1.4.2 y sobre estos eslabones se colocan 
los elementos de control. Como puede observarse parece una escalera y esta es la razón de que a 
estos circuitos se les llame diagramas de escalera. En la figura 1.4.3. se han colocado algunos 
elementos de control sobre los eslabones para formar un diagrama de escalera. 
 
Funcionamiento del circuito 1.4.3. Al oprimir el botón 1 se energiza el relevador R1, éste 
a su vez cierra el contacto abierto energizando la bobina del relevador R3 el cual a su vez cierra su 
contacto abierto de R3 sosteniéndose, de tal manera que al soltar el botón B1 el relevador R3 
continúa energizado. Luego al oprimir el botón B2 se energiza la bobina del relevador R2 abriendo 
el contacto cerrado con lo cual se desenergiza R3 y al soltar el botón B2 se desenergiza el relevador 
R2 y el contacto que estaba abierto regresa a su estado original que es normalmente cerrado. 
 
 
 
 
 
 
 Figura 1.4.1 Figura 1.4.2 Figura 1.4.3 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 17 
1.4.1 Ejemplos con circuitos combinacionales: 
 
 Los circuitos combinacionales son aquellos en los que sus salidas dependen única y 
exclusivamente de sus entradas sin importar la secuencia en que se introdujeron dichas señales y su 
respuesta es instantánea, esto es, es un circuito independiente del tiempo. Como no interviene el 
tiempo son los arreglos lógicos más sencillos. El uso de ecuaciones y métodos de simplificación 
suelen utilizarse solo en casos de la existencia de un número de variables reducidas. 
 
 
EJEMPLO 1: 
Se tienen dos botones y se tienen cuatro focos, los cuales deberán prender en las siguientes 
condiciones: 
 
1.- Si los dos botones se encuentran abiertos se enciende el foco número uno. 
2.- Si se activa el botón uno se enciende el foco número dos y se apaga el foco uno. 
3.- Si se activa el botón dos se apaga el foco dos y se enciende el foco número tres. 
4.- Si se activan los dos botones se apaga el foco número tres y se prende el foco número cuatro. 
 
Como se puede observar nunca podrán encender más de un foco y siempre deberá estar 
encendido al menos uno. Para la solución del presente problema haga uso de los relevadores. 
 
Como podemos observar en este ejercicio se tienen solo dos variables y los tiempos son 
arbitrarios por lo que es muy sencillo desarrollar las ecuaciones correspondientes. Ver figura 1.4.4 
 
Tomando en cuenta que los botones son con un contacto abierto utilizamos relevadores. 
 
 
 
 
 
 
 Figura 1.4.4 
 
 
 
 Para leer estas ecuaciones sería de la siguiente manera: 
 
1º.- Para que se energice el F1 se requiere que B1 y B2 se encuentren ausentes lo cual se 
 representa con la negación indicada cor una línea en la partesuperior. 
 2º .- Para que se energice el F2 se requiere que B1 se haga presente y que B2 este ausente. 
 3º .- Para que se energice el F3 se requiere que B1 este ausente y B2 se haga presente. 
 4º .-Para que se energice el F4 se requiere que B1 y B2 se hagan presentes. 
 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 18 
SOLUCIÓN: 
Una vez que se tienen las ecuaciones se procede a desarrollar el diagrama en formato de 
diagrama de escalera tal como se indica en la figura 1.4.5. 
 
 
 Figura 1.4.5 Figura 1.4.6 Figura 1.4.7 Figura 1.4.8 
 
 
Si este circuito lo queremos llevar a la práctica tenemos que seleccionar los relevadores 
adecuados: Para este caso observamos de acuerdo a las ecuaciones que se requieren dos contactos 
abiertos y dos contactos cerrados para cada relevador, por lo que un relevador muy usado en la 
industria y que se encuentra en la mayoría de las firmas comerciales tal y como aparece en la figura 
1.4.9 
 
 
Figura 1.4.9 
 
Una vez seleccionado el relevador procedemos a colocar los números de los contactos tal 
como se mostró en la figura 1.4.6 aquí, podemos observar que aún cuando el relevador seleccionado 
tiene dos juegos de contactos con dos abiertos y dos cerrados no podemos realizar el cableado ya 
que las patitas 1 y 4 y 8 y 5 del relevador R2 (ver figura 1.4.6 que no tienen números en sus 
patitas) no son comunes, por lo tanto tendremos que utilizar otro relevador en paralelo con R2 que le 
llamaremos R3 para que nos proporcione más contactos tal como lo observamos en la fig. 1.4.7 
 
En la figura 1.4.7 observamos como los contactos de R1 en las patitas (1 y 4 con 8 y 5) son 
comunes igualmente las patitas (1 y 3 y 8 y 6) son comunes, considerando esto, lo podemos 
simplificar, eliminando contactos tal como aparece en la figura 1.4.8. 
 
Al eliminar contactos de R1 se hacen comunes los contactos de R2 con los contactos de R3 
con lo cual podemos sustituir de nuevo el relevador R3 por R2 tal como aparece en la figura 1.4.10 
 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 19 
Una vez que se han realizado las simplificaciones correspondientes se procede a la 
reglamentación del diagrama siguiendo las siguientes bases: 
 
 Numeración de los eslabones de la escalera en la parte izquierda del diagrama de 
escalera. 
 
 Después se procede a indicar en la parte de la derecha de los relevadores la cantidad de 
contactos que se están utilizando por cada relevador y si estos son normalmente abiertos o 
normalmente cerrados indicando los cerrados con una negación en la parte superior del 
indicador del eslabón además de indicar en cual eslabón se encuentran dichos contactos. 
 
 Cada contacto del diagrama, además del indicador de a que bobina pertenece, deberá 
indicarse en que eslabón se encuentra la bobina que lo controla y eso se representa poni 
éndole una diagonal y el numero del eslabón donde se encuentra dicha bobina. 
 
 Se procede a colocar los números indicadores del cableado tomando como base que 
a cada transición de un elemento de control deberá incrementarse en la misma propor 
ción el número del cable, y éste número deberá estar dentro de un circulo. 
 
 Para cada contacto se le deberá indicar los números de patitas del relevador para su 
correcta identificación. 
 
 En la parte superior se indicara el voltaje de alimentación de los rieles. 
 
 
 Por último en los focos indicadores se desplegará una leyenda indicando cual es su 
 función. 
 
 Finalmente en la figura 1.4.11 se presenta un dibujo con toda la normatividad de los 
 diagrama de escalera. 
 
 
 
 Figura 1.4.10 Figura 1.4.11 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 20 
EJEMPLO 2: 
El siguiente problema es similar al ejemplo número 1 solo que ahora tendremos tres botones y 
8 focos, los cuales trabajaran bajo las siguientes condiciones. 
 
1.- Si los tres botones se encuentran ausentes se prendera el foco 1. 
2.- Si se oprime el botón 1 se apaga el foco uno y prende el foco 2. 
3.- Si se oprime el botón 2 se apagará el foco 2 y prendera el foco 3. 
4.- Si se oprime el botón 3 se apagará el foco 3 y prendera el foco 4. 
5.- Si se oprimen los botones 1 y 2 se apagará el foco 4 y prendera el foco 5. 
6.- Si se oprimen los botones 1 y 3 se apagará el foco 5 y prendera el foco 6. 
7.- Si se oprimen los botones 2 y 3 se apagará el foco 6 y prendera el foco 7. 
8.- Si se oprimen los botones 1 y 2 y 3 se apagara el foco 7 y prendera el foco 8. 
Como se puede observar nunca podrán encender más de un foco y siempre deberá estar 
encendido al menos uno. Para la solución del problema haga uso de los relevadores. 
 
Como podemos observar en este ejercicio se tienen sólo tres variables por lo que es muy 
sencillo desarrollar las ecuaciones correspondientes. Tomando en cuenta que los botones son con un 
contacto abierto utilizamos relevadores. 
 
 
NOTA: 
 Sí no se sigue la secuencia indicada, el resultado es el mismo ya que pertenece a la categoría de 
los combinacionales. 
 
SOLUCIÓN: 
 Como sólo tenemos tres variables y su aplicación pertenece a los circuitos combinacionales, se 
pueden obtener fácilmente las ecuaciones correspondientes. 
 
 
 
 
Figura 1.4.12 
a 
Una vez que se han obtenido las ecuaciones correspondiente para cada objetivo (en este caso 
los focos figura 1.4.12) se procede a representarlos en diagrama de escalera como lo muestra la 
figura 1.4.13 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 21 
 
 Figura 1.4.13 Figura 1.4.14 Figura 1.4.15 
 
En la figura 1.4.14 se ha realizado un reacomodo de los contactos de R1 de tal manera que 
queden alineados los contactos abiertos y cerrados de R1, para que podamos utilizar los comunes. 
 
En la figura 1.4.15 se han eliminado algunos contactos de R1 tanto abiertos como cerrados 
aprovechando que son comunes. 
 
En la figura 1.4.16 se han reacomodado los contactos, primero los cerrados de R2 y luego los 
abiertos de tal manera que puedan ser comunes. 
 
Figura 1.4.16 Figura 1.4.17 Figura 1.4.18 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 22 
En la figura 1.4.17 se ha procedido a eliminar los contactos de R2 tanto los cerrados como los 
abiertos aprovechando que son comunes. Observe en la fig. 1.4.18 como se tienen cuatro juegos de 
contactos de R3 con cuatro comunes cuatro abiertos y cuatro cerrados. 
 
En la figura 1.4.18 se ha colocado un nuevo relevador R4 en paralelo con R3 ya que los 
contactos de R3 no son suficientes para realizar todo el cableado, ahora con los contactos de R4 en 
paralelo con R3 podemos decir que tenemos el doble de contactos con lo cual podemos resolver el 
problema. 
 
En la figura 1.4.19 se procedió primero a enumerar los eslabones de la escalera en la parte de 
la izquierda, luego en la parte de la derecha de cada relevador se indican los contactos que se están 
utilizando de cada relevador indicando en que eslabón se encuentran y si estos son abiertos o 
cerrados, si son cerrados se le coloca la negación (a esto se le llama referencia cruzada ó cross 
reference). Después en cada contacto de relevador se le puso una diagonal indicando donde se 
encuentra la bobina que lo controla (ejemplo R1/1 que indica que la bobina de R1 se encuentra en la 
línea 1), también en la parte de la derecha se le pone un enunciado a cada focoindicando cual es su 
función , en este caso se les llamo alarmas pero pueden tener el significado adecuado para cada 
automatización y por ultimo se procedió a indicar el numerado de los cables los cuales fueron 
encerrados en círculos rojos para mayor claridad, de esta manera tenemos un diagrama de escalera 
con toda la normatividad de los mismos. 
NOTA: 
Para la numeración del cableado, no se sigue ningún orden, solo se sigue la norma de que por 
cada elemento de control cambie su numeración. (Ver figura 1.4.19) 
 
 
 Figura 1.4.19 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 23 
EJEMPLO 3: 
 Se desea automatizar una sala de cine, para ello se realizó el estudio de la generación de calor 
por persona obteniendo los siguientes puntos; cuando la sala esta al 33%, 66%, y 99% de su 
capacidad, así como el consumo de aire de acuerdo al área instalada y se llego a las siguientes 
conclusiones: 
1.- Si el cine se encuentra con una concurrencia de menos del 33% de su capacidad, la 
temperatura deberá estar aproximadamente a 20º C, lo cual es una temperatura agradable y no 
hay necesidad de ningún control. 
2.- Si la asistencia es arriba del 33%, la temperatura llega a 22º C y deberá entrar a trabajar un 
sistema de aire lavado con un motor de 5 H.P, que le vamos a llamar “motor pequeño”, con 
este motor deberá bajar la temperatura de 22 º C y con ello parar el motor. 
3.- Si la asistencia a la sala de cine es del 66 % la temperatura sube hasta 24 º C lo cual significa 
que la maquina pequeña no pudo con la carga térmica y deberá salir y entrar una maquina más 
grande de 10 H. P, le vamos a llamar “motor grande”, la cual deberá bajar la temperatura. 
4.- Si a la sala de cine entran el 99 % la temperatura sube hasta 26 º C esto significa que la 
maquina grande tampoco pudo con la carga térmica y deberá entrar a ayudar la maquina 
pequeña. 
 NOTA: Como condición se pide que para que trabajen las maquinas, deberá estar circulando 
agua en las maquinas como sistema de enfriamiento para evitar el sobrecalentamiento. 
 SOLUCIÓN: Para la solución del presente problema primero debemos identificar las 
variables a controlar: 
A = Detector de flujo de agua en el sistema. 
T1= Termostato para detectar la temperatura de 22 º C. 
T2= Termostato para detectar la temperatura de 24 º C. 
T3= Termostato para detectar la temperatura de 26 º C 
Ahora podemos proceder a realizar las correspondientes ecuaciones tomando en cuenta que 
son pocas las variables. 
 __ __ 
 M1 = (AT1T2 + AT3) Si factorizamos M1 = A ( T1 T2 + T3 ) 
 M2 = AT2 
Es importante saber leer las ecuaciones considerando no las literales, si no, las variables 
lógicas que se están utilizando; una manera de leer estas ecuaciones sería: 
Para que se energice la maquina 1 que es una maquina pequeña se requiere primero que haya 
agua circulando en el sistema, además que se haga presente la temperatura uno, esto es que la 
temperatura llegue a 22 º C y que no se haga presente la temperatura T2 esto es, que no alcance los 
24 º C; También podrá entrar la maquina uno si hay agua circulando en el sistema y la temperatura 
T3 se hace presente o sea que llegue hasta 26 º C. 
Para que entre la maquina dos se requiere que haya agua circulando en el sistema y que se 
haga presente la temperatura T2 esto es, que llegue hasta 24 º C. 
Primero vamos a mostrar en Figura 1.4.20 la simbología para los sensores utilizados; 
 
 
Figura 1.4.20 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 24 
Una vez que se dio la lectura de las ecuaciones se procede a realizar el circuito directo de la 
ecuación como se ve en la figura 1.4.21 
 
 
Figura 1.4.21 
 
En la figura 1.4.22 aprovechando que el sensor de flujo tiene un común, se procedió a su 
arreglo indicado. 
 
Figura 1.4.22 
 
En la figura 1.4.23 se aplicó la propiedad distributiva del álgebra de Boole para hacer común 
al termostato T2. 
 
Figura 1.4.24 
En la figura 1.4.24 se le dio un arreglo para su mejor interpretación. 
 
Figura 1.4.24 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 25 
Automatización con circuitos secuenciales 
Introducción: 
En este capítulo vamos a dar las bases para el desarrollo de circuitos secuenciales con control 
electromecánico. Además nos servirá como punto de partida para nuestro objetivo principal que es 
el control programable. 
 Los circuitos secuenciales son aquellos en los que sus salidas dependen, además de sus 
señales de entrada, de la secuencia en que se introducen dichas señales de los sistemas de 
retroalimentación y de los sistemas de retardo existentes en el mismo sistema, esto es, es un circuito 
dependiente del tiempo 
 
Los circuitos secuenciales se dividen en tres partes y se les llama de la siguiente forma: 
 
1.- Circuitos BI-estable (Donde interviene la memoria): Son aquellos en los que como su 
nombre lo indica tienen dos estados estables, ejemplo: la memoria o flip-flop. 
 
2.- Circuitos MONO-estables (Donde interviene el tiempo): Son aquellos en los que como su 
nombre lo indica tienen un estado estable y el otro casi estable, ejemplo el temporizador, 
relevador de tiempo ó timer. 
 
3.- Circuitos AS-tables (Donde intervienen los osciladores). Son aquellos en los que como su 
nombre lo indica no tienen ningún estado estable, ejemplo el oscilador. 
 
 
1.5.1 Circuitos BI-estables (Donde interviene la memoria) 
La base para los circuitos secuenciales, es la función memoria, es decir, un arreglo capaz de 
“recordar” si el sistema ha recibido una señal de control, la función requiere una salida que posea 
una retroalimentación, esto significa que la salida debe de influir en la entrada, para que así 
mantenga la memoria de su estado. 
 
Aquí podemos decir que la ecuación de la memoria es la ecuación más importante de los 
sistemas de control, ya sean estos sistemas eléctricos, electrónicos, neumáticos, hidráulicos, etc. 
 
Existen dos maneras de llegar a la ecuación de la memoria, una es partiendo de la experiencia 
realizar el circuito y del circuito sacar la ecuación y la otra es de acuerdo al planteamiento: deducir 
la ecuación y de la ecuación realizar el circuito. 
 
Vamos a inclinarnos por el segundo planteamiento para deducir primero la ecuación de la 
memoria y de esta realizar el circuito. Para ello vamos a plantear el siguiente problema; 
 
Se tienen dos botones uno de arranque y uno de paro (ver figura 1.5.1) y deseamos arrancar un 
motor con un impulso del botón de arranque y que este nos recuerde o nos memorice que se ha 
activado y con el botón de paro queremos parar el motor, esto es tumbar la memoria. 
 
 
 
 Figura 1.5.1 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 26 
Para resolver este planteamiento se requiere que el sistema tenga retroalimentación, por lo 
tanto se necesita la ayuda de un relevador para realizar dicha tarea y entonces la ecuación nos 
quedaría de la siguiente manera; 
 ___ 
 M1 = (Ba + m1) (Bp). Ecuación Nº 1 
 
Esta es la ecuación más importante de los sistemas de control. 
 
Una manera de leer esta ecuación es de la siguiente manera; 
Para que se haga presente M1 se requiere que se haga presente (Ba ó m1) y que no se haga 
presente Bp; luego como m1 pertenece a M1 sólo nos queda un camino que es el Ba y una vezque 
se hace presente Ba y como m1 esta en paralelo, se puede hacer ausente Ba con lo cual se sostiene 
M1. Es por ello que a m1 se le conoce también como contacto de sostén o contacto de memoria, y al 
hacerse presente Bp no se cumplen las condiciones y se pierde la memoria. 
 
Una vez que se tiene la ecuación se procede a representarlo en un circuito de diagrama de 
escalera, el cual queda como se ve en la Figura 1.5.2 
 
 
 Figura 1.5.2 
 
 
En electrónica a este circuito se le llama Flip flop RS y su equivalente a compuertas se 
muestra en la figura 1.5.3 
 
 
 
 
 Figura 1.5.3 Figura 1.5.4 
 
 
Este circuito es equivalente al circuito eléctrico y su demostración se realiza paso a paso en las 
figuras 1.5.4, 1.5.5, 1.5.6, 1.5.7 y 1.5.8. 
 
En la Figura 1.5.4 podemos observar como directamente de la ecuación de la memoria se ha 
realizado el circuito de control con compuertas, en este circuito podemos observar que se requieren 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 27 
tres circuitos integrados, uno de compuertas AND, uno de compuertas OR y uno más de compuertas 
NOT. Por supuesto que si esto lo llevamos a la práctica sale además de caro más laborioso que el 
circuito original que es con solo dos compuertas, por lo que se procede a convertirlo a compuertas 
NOR. 
 
 
 
 Figura 1.5.5 Figura 1.5.6 
 
En la figura 1.5.5 podemos observar su circuito equivalente con compuertas NOR y ahora 
vemos que se requieren dos circuitos integrados, además de que son de un sólo tipo y por ser de 
compuertas NOR resulta más económico pero aún más caro que el circuito original. 
 
En la figura 1.5.6 observamos como se aprovecha que con este tipo de compuertas se tienen 
estados redundantes, estos son los que están dentro de las líneas punteadas y procedemos a 
eliminarlos. 
 
 
 
Figura 1.5.7 Figura 1.5.8 
 
 
En la figura 1.5.7 podemos observar como se eliminaron los estados redundantes. 
 
En la figura 1.5.8 se reacomodaron las compuertas con lo cual queda demostrado que la 
ecuación de la memoria corresponde al circuito Flip Flop y su equivalente a circuitos eléctricos en 
arreglo de diagramas de escalera. 
 
 Otra manera diferente de obtener el Flip Flop de la Fig. 1.5.8 a partir de la ecuación N° 1, 
es de la siguiente manera: 
 ___ 
 M1 = (Ba + m1) (Bp) si le aplicamos la doble negación a la ecuación no nos altera 
la ecuación original. 
 
 
Se aplica la primera negación: 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 28 
 
 
Como podemos observar ésta es una compuerta NOR, con lo cual tenemos el Flip Flop de la 
Fig 1.5.8. 
 
1.5.2 Ejemplos de circuitos bi-estables 
 
EJEMPLO 1: 
Se desea automatizar el suministro de agua de un aljibe hacia un depósito de agua por medio 
de una bomba. Dicha bomba deberá trabajar cuando el nivel del tanque de almacenamiento esté en 
el nivel bajo A y parar cuando el nivel este alto B. (ver Fig. 1.5.9) 
SOLUCIÓN: 
 
Figura 1.5.9 
 
Para resolver este problema vamos a utilizar dos flotadores, de tal manera que cuando el nivel 
del tanque de almacenamiento este bajo los dos flotadores se encuentran cerrados, estando vacío el 
tanque y los contactos de los flotadores cerrados se deberá energizar la bomba, luego al estar 
energizada la bomba y suministrando agua empieza a subir el nivel y llega al punto A abriendo el 
flotador, sigue subiendo el nivel y abre el flotador B con lo cual deberá parar la bomba y cuando 
baje de nuevo el nivel deberá arrancar de nuevo. 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 29 
Aquí podemos observar que este es un sistema de arranque y paro y que la ecuación de la 
memoria resuelve el problema. En este caso A es el arranque y B es el paro. (Ver figura 1.5.10). 
 _ 
AB = (A +ab)B 
 
 
 Figura 1.5.10 
 
Una vez resuelto el problema, se nos pide que se controle también el nivel del aljibe ya que en 
ocasiones se queda este sin agua y la bomba, por carecer de sistema de enfriamiento que 
proporciona el agua, se quema: por lo tanto se requiere controlar que si el nivel del agua en el aljibe 
baja del punto C no deberá trabajar la bomba. 
 
SOLUCIÓN: 
Una solución muy sencilla es ponerle un flotador en el punto C al aljibe de tal manera que si 
baja de ese punto se pare la bomba. Observe la figura 1.5.11 
 
 
 
 
 Figura 1.5.11 
Una vez que se resolvió lo indicado se presento el siguiente problema; Al bajar el nivel de C 
en el aljibe para la bomba, pero al subir un poco el nivel se hace presente la variable C y la bomba 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 30 
arranca de nuevo, ahora, considerando que el flujo que suministra agua al aljibe es menor al que 
succiona la bomba, está, arrancará y parará constantemente con el correspondiente gasto de energía 
eléctrica, por lo que ahora se requiere que se ponga un sensor de nivel D de tal manera que cuando 
baje el nivel hasta C no arranque la bomba hasta que llegue al nivel D, esto es para que nos garantice 
la cantidad suficiente de agua para llenar el tinaco. Ver figura 1.5.12 
 
 
Figura 1.5.12 
SOLUCIÓN: 
 
Figura 1.5.13 
Considérese el problema anterior sólo que ahora queremos suministrar agua a un edificio de 
siete pisos, por lo que el tinaco se cambia por un deposito cerrado sometido a presión, el cual por 
norma deberá tener un manómetro para estar viendo la presión, un termómetro para estar viendo la 
temperatura, una válvula de seguridad para que en caso de falla de los sistemas eléctricos pueda 
abrir y desalojar la presión y un presóstato para estar controlando la presión, se requiere que el 
sistema suministre agua a presión a todos los pisos del edificio, bajo las siguientes condiciones; 
 
Tomando en cuenta los controles anteriores ahora se desea que cuando el nivel del tanque de 
presión se encuentre en el punto B se cheque la presión en el tanque y si esta presión se encuentra 
por debajo de los 7 Kg/cm2 que se energice una electro válvula para inyectarle aire a presión al 
deposito y que cuando la presión sea igual o mayor a los 7 Kg/cms2 se des-energice dicha electro 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 31 
válvula. Con un estudio previo se comprobó que con una presión de 7 Kg/cms2 se inyectará agua a 
todos los pisos del condominio. 
En la figura 1.5.14 se muestra el sistema completo y en la figura 1.5.15 su control 
correspondiente. 
La electro válvula utilizada, es una del tipo todo o nada, técnicamente conocida como 2 vías 
dos posiciones, normalmente cerrada, accionamiento eléctrico y retorno por muelle. 
Este tipo de válvulas, así como su correcto funcionamiento se detallará en el capitulo 3. 
 
 
 Figura 1.5.14 
 
Obsérvese cómo en la figura 1.5.16 se reacomodo el flotador de B para que se pueda utilizar 
con el Sw. de presión P del presóstato. 
 
 Figura 1.5.15 Figura 1.5.16 
 
Por último se desea que el sistema cuente con un control de arranque y paro general, 
Ver figura 1.5.17Capitulo 1.- Control electromecánico 32 
 
 Figura 1.5.17 
EJEMPLO 2: 
El cuadro de la figura 1.5.18 representa una fábrica en la cual se tiene un sistema de aire 
acondicionado instalado en el taller de mantenimiento, los técnicos de aire acondicionado han 
realizado la instalación de ductos y de máquinas, ahora nos piden que realicemos el control 
eléctrico, el cual deberá contar con una estación de botones en cada oficina además de una estación 
de botones en el taller de mantenimiento para realizar las pruebas de arranque y paro cuando se les 
da mantenimiento, además nos piden que se tenga un interruptor general para que cuando el 
personal de mantenimiento este dando servicio al equipo queden fuera todas las estaciones de 
botones. La solución se presenta en la figura 1.5.19 
 
 Figura 1.5.18 
NOTA: El sistema cuenta con una sola máquina de aire acondicionado. SOLUCIÓN: 
 
Figura 1.5.19 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 33 
EJEMPLO 3: 
Siguiendo la misma metodología realice el siguiente circuito. 
Al oprimir el B1 se energice el Foco 1 y al soltarlo se quede prendido. 
Luego al oprimir de nuevo el botón 1 se apague y al soltarlo que todo quede en 
condiciones para repetir el ciclo. Como podemos observar, éste es un Flip Flop tipo “T” 
 
 
SOLUCIÓN: 
Primeramente vamos a desarrollar un circuito como clock con R1 ya que el botón tiene un 
solo contacto y el relevador R1 tiene una serie de contactos abiertos y cerrados. 
 
Luego al oprimir el botón 1 y energizar R1, con un contacto de R1 realizamos una memoria 
que nos recuerde que ya se activo el botón 1, además con esta memoria energizamos el Foco 1. 
Luego al soltar el botón 1 y como necesitamos que B1 se vuelva a activar, se requiere una memoria 
que nos recuerde que ya se desactivo el botón 1, por lo tanto realizamos una memoria que nos 
recuerde que ya se desactivo el botón 1 con R3. 
 
Finalmente cuando activamos de nuevo el Botón 1 junto con la memoria que nos recuerda que 
ya lo habíamos soltado energizamos R4 y la memorizamos y con esta memoria tumbamos la señal 
del foco 1 y al soltar de nuevo el botón 1 nos energiza un nuevo relevador que nos desenergice todo 
el sistema para quedar en condiciones de repetir el ciclo. 
 
 
 
 Figura 1.5.20 Figura 1.5.21 
 
 
Explicación del ejercicio de la figura 1.5.20. En la línea 1, al oprimir el botón B1, se energiza 
el relevador R1, este hace un cambio de estado en sus contactos, pero debemos tomar en cuenta que 
primero se abren los contactos cerrados y un instante después se cierran los abiertos, considerando 
esto, podemos observar que en la línea 4 se abre el contacto de R1 primero y luego se cierra el 
contacto de R1 de la línea 2 con lo que pasa señal energizando R2, este a su vez cierra su contacto 
de la línea 3 con lo cual se sostiene R2 y prende el foco F1, también observe como en la línea 4 se 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 34 
cierra el contacto de R2 solo que no hay ningún efecto ya que el contacto de R1 se encuentra en este 
instante abierto, luego al soltarlo el botón B1 se desergiza R1 y el contacto R1 abierto que estaba 
cerrado se abre, sin causar efecto sobre R2 ya que éste estaba sostenido. Pero el contacto de R1 de la 
línea 4 que es normalmente cerrado regresa a su estado original que es normalmente cerrado, con lo 
que se energiza R3 y este a su vez se sostiene y cierra un contacto en la línea 6 sin causar ningún 
efecto ya que el contacto de R1 en la línea 6 se encuentra abierto. Cuando se oprime por segunda 
ocasión el botón B1 se cierra de nuevo el contacto de R1 en la línea 6 y como el contacto de R3 en 
la misma línea ya esta cerrado se energiza R4 y R6 el cual sostiene energizada la bobina de R4 y R6, 
también con un contacto de R4 en la línea 3 desenergiza el F1 que es lo que se desea, finalmente al 
desactivar B1 se desenergiza R1 energizando R5 este a su vez desenergiza R2 el cual desenergiza 
R3 y este desenergiza a R4 y R6 con lo cual todo queda en condiciones de repetir el ciclo. 
 En la figura 1.5.20 tenemos un arreglo para la explicación anterior y en la figura 1.5.21 
tenemos otro arreglo pero con un contacto permisivo de R5, ambos diagramas presentan la solución 
pero la alternativa 1.5.21 es más segura. 
 
EJEMPLO 4: 
Diseñe el circuito de control que realice las siguientes funciones: 
1.- Que al oprimir un botón, se encienda el Foco 1. 
2.- Al oprimir de nuevo el mismo botón que se encienda el foco 2 y que el primero continué 
energizado. 
3.- Al oprimir de nuevo el botón se apaguen los dos focos y al soltarlo quede el sistema listo 
para reiniciar la operación. 
 
SOLUCIÓN: 
Aquí presentamos dos alternativas de solución: 
 
 
 Figura 1.5.22 Figura 1.5.23 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 35 
EJEMPLO 5: 
Diseñe un circuito con cuatro focos y un botón, y que funcione de la siguiente manera; 
1.- Que cuando se oprima el botón se energice el foco 1. 
2.- Que al oprimir el botón por segunda vez, se apague el foco 1 y encienda el foco Nº 2. 
3.- Que al oprimir el botón por tercera vez, se apague el foco 2 y encienda el foco 3 y el 
foco 1 continué apagado. 
4.- Que al oprimir de nuevo el botón se apague el foco 3 y prenda el Foco 4 y los focos 1 y 
2 permanezcan apagados. 
5.- Que al oprimir el botón de nuevo se apague el foco 4 y prenda el foco 1 y así 
sucesivamente. 
 
 SOLUCIÓN: 
Como se puede observar este es un contador de anillo. 
NOTA: Se le llama contador de anillo porque si las salidas se colocan en círculo, y por cada 
pulso que se aplica, la salida va cambiando de posición, de tal manera que a estos pulsos se le de 
cierta frecuencia, tendrá la apariencia de un anillo. 
 
Figura 1.5.24 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 36 
EJEMPLO 6: 
Realice el circuito anterior, pero ahora coloque un botón de paro, de tal manera que si se 
oprime un instante el botón de paro en cualquier momento, cuando se apague el foco 4 ya no prenda 
el foco 1 indicando que terminó el ciclo. Si se le da un nuevo pulso, que inicie el contador de anillo. 
 
SOLUCIÓN: 
 
 
Figura 1.5.25 
 
Observe como, cuando se da el botón de paro en cualquier instante, se memoriza R11, y un 
contacto de R11 se coloca en la línea 5 en paralelo con R10, de tal manera que cuando se energiza 
R10 se apaga el foco 4 pero no se cae todo el circuito además de que R10 se memoriza y cuando 
soltamos el botón de pulsos se energiza R13 el cual tiene un contacto en la línea 2 y desenergiza R2 
este a su vez es el permisivo para que pueda trabajar todo el circuito. 
 
 
 
EJEMPLO 7: 
Diseñe un circuito con un botón de pulsos y cuatro focos que haga lo siguiente: 
1.- Que al oprimir el botón se energice el foco 1. 
2.- Que al oprimir de nuevo el botón de pulsos se deberá encender el foco 2 y el foco 1 
 deberá continuar encendido. 
3.- Oprimiendo de nuevo el botón de pulsos deberá encender el foco 3 y el 1 y 2 deberán 
 continuar encendidos. 
4.- Al oprimir de nuevo el botón de pulsos se prende el foco 4 y el foco 1, 2 y 3 
 permanecen encendidos. 
5.- Al oprimir de nuevo el botón de pulsos se deberá apagar el foco 1 y los focos 2 ,3 y 4 
 deberán continuar encendidos. 
6.- Al oprimir de nuevo el botón de pulsos se deberá apagar el foco 2 y continuar 
 apagado el foco 1 y prendidos el 3 y 4. 
 
 
 Capitulo1.- Control electromecánico 37 
7.- Al oprimir de nuevo el botón de pulsos se deberá apagar el foco 3 y los focos 1 y 2 
 deberán permanecer apagados y solo el foco 4 permanece prendido. 
8.- Si se oprime de nuevo el botón de pulsos, deberá apagarse el foco 4 y 
 permanecer apagados los focos 1, 2, 3 y quedar todo en condiciones de repetir el ciclo. 
 
 
 
SOLUCIÓN: 
 Como se podrá observar este es un contador de Johnson. 
 
 
NOTA: Para explicar el contador de Johnson imaginemos que tenemos cuatro salidas (focos) 
y por cada pulso que se le aplique se va energizando una salida y permanecen energizadas, una 
vez que se energizaron las cuatro salidas al siguiente pulso se empiezan a desenergizar en 
sentido inverso. 
 
 
 
Figura 1.5.26 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 38 
 
Figura 1.5.27 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 39 
EJEMPLO 9 Diseñe un contador binario con cuatro dígitos. SOLUCIÓN: 
 
 Figura 1.5.28 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 40 
EJEMPLO 10 
Se tienen dos botones B1 y B2 y se desea que al oprimir B1 se encienda el foco 1; luego al 
oprimir B2 y mantener oprimida a B1 se apague el foco 1; finalmente al abrir B1 se encienda el 
foco 2 y al soltar el botón B2 se apague. Tenga cuidado que se respete la secuencia deseada, esto es 
que si se oprime primero el botón B2 no pase nada y luego si se oprime el botón B1 habiendo 
oprimido primero el botón B2 no pase nada. 
 
SOLUCIÓN: 
 
 1.5.29a 1.5.29b 
 
1.6 Método intuitivo en la solución de secuenciales. 
 Como sé ha observado, los circuitos analizados corresponden a los sistemas Set Reset donde el 
Set nos recuerda que se hizo presente una señal y el Reset nos tumba dicha señal. 
 
Ahora analizaremos circuitos en los que se requiere que nos recuerde que dicha señal se hizo 
ausente para que si queremos que la señal se haga presente de nuevo, tengamos una memoria que 
nos recuerde que se hizo ausente dicha señal, de tal manera, que si se hace presente de nuevo dicha 
señal, junto con la señal de que se hizo ausente podamos contar cuantas veces se ha hecho presente. 
 
En electrónica se les llama Flip Flop maestro esclavo, esto es, se tienen dos Flip Flop donde 
uno corresponde al maestro, el cual cambia a la subida del clock y otro que es el esclavo el cual 
cambia a la caída del clock. 
 
En electricidad simplemente se dice, “algo que nos recuerde que se hizo presente una señal y 
algo que nos recuerde que se hizo ausente”. 
 
Para el análisis de sistemas donde se tienen variables que se repiten en el tiempo, existe un 
método de diseño a partir de ciertas suposiciones intuitivas, pero hay que aclarar que este método no 
trabaja con eficiencia cuando los sistemas son complejos. 
 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 41 
Debemos ser claros al definir los criterios a seguir en el diseño, ya que no existen fundamentos 
teóricos en que este basado el método, por lo tanto debe tomarse este método como un respaldo sin 
que se sustituya a la intuición lógica y a la práctica. 
 
 
1.6.1 Ejemplo de circuitos con el método intuitivo 
 
EJEMPLO 10: 
Para la demostración del método intuitivo se utilizara el “ejemplo clásico de la secuencia” en 
el que se tienen dos botones B1 y B2 y se desea que al oprimir B1 se encienda el foco 1; luego al 
oprimir B2 y mantener oprimido B1 se apague el foco 1; finalmente al volver a abrir B2, se encienda 
el foco 2 y al soltar B1 se apague. 
 
 
SOLUCIÓN: 
La parte más importante del método consiste en desarrollar una tabla de tiempo, en la que se 
especifique la secuencia que siguen todas las variables a través del tiempo. La construcción de dicha 
tabla se efectúa poniendo el tiempo como abscisa y en la ordenada se colocan todas las variables, 
indicando los intervalos de tiempo donde se hacen presentes dichas variables. 
 
En la figura 1.6.1 se observa el circuito de secuencia dentro de una caja negra a analizar. 
 
 
 Figura 1.6.1 
 
 
En la figura 1.6.2 se observa que al estar presente B1 de t0 a t1 existe la salida F1; al hacerse 
presente B2 desaparece la salida F1 y cuando se hace ausente B2 se hace presente F2 de t2 a t3 y 
finalmente al hacerse ausente B1 sé desenergiza todo el sistema. 
 
 
 
 Figura 1.6.2 
 
Construyendo la tabla de tiempo para el presente problema, se obtiene la figura 1.6.2, la cual 
indica que al estar presente B1, de t0 a t1 existe una salida F1; luego, al hacerse presente B2 y estar 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 42 
presente B1 de t1 a t2 se hace ausente F1; luego cuando se hace ausente B2 de t2 a t3 se hace 
presente F2; finalmente cuando se hace ausente B1 sé desenergiza el sistema. 
 
El problema como se puede observar en la figura 1.6.2 es que en los intervalos de tiempo de 
t0 a t1 y de t2 a t3 las entradas son idénticas, sin embargo, las salidas son diferentes. Para resolver 
esto, es necesaria la generación de señales secundarias en el sistema. Véase la figura 1.6.3. 
 
 
 
 Figura 1.6.3 
 
 
Una forma de lograr diferenciar un sistema de otro es generar una señal secundaria A1 con la 
señal de B2, que a su vez generara una señal a1; debido a que el tiempo está indefinido, este proceso 
debe ser a través de una memoria la cual deberá desaparecer cuando desaparezca la señal de B1. Si 
observamos la figura 1.6.3 podemos ver que los intervalos de tiempo de t0 a t1 y de t2 a t3 son 
completamente diferentes y por lo tanto no hay problema en que originen distintas señales. 
 
A continuación se procede a generar las ecuaciones correspondientes a los intervalos de 
tiempo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Una vez que se tienen las ecuaciones se procede a realizar el circuito. 
 
Primero en la figura 1.6.4 se representa el circuito a partir de las ecuaciones correspondientes. 
En la figura 1.6.5 se aprovecho que R1 es común y se eliminaron los contactos de R1. Finalmente, 
en la figura 1.6.6 se observa como el contacto de R3 también es común, con lo cual se procedió a 
eliminarlo quedando el circuito final. 
 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 43 
 
 Figura 1.6.4 Figura 1.6.5 Figura 1.6.6 
 
 
Este mismo circuito lo podemos resolver con un razonamiento lógico y algo de práctica, 
considerando los criterios de las memorias que nos recuerdan cuando algo este presente y cuando la 
misma señal se hace ausente. 
Primero tenemos que cuando el B1 se hace presente que se prenda el foco 1, además B1 es el 
permisivo para que trabaje cualquier foco. 
Luego procedemos a oprimir el botón 2 y que se apague el foco 1, aquí observamos que 
podemos poner un contacto cerrado de R3 en serie con el foco 1 de tal manera que cuando se active 
el botón 2 y se energice R2 se abra el contacto y se apague el foco1, pero al soltarlo, el foco 1 debe 
permanecer apagado por lo que necesitamos una memoria que nos recuerde que B2 se activo una 
vez y el circuito quedaría como lo muestra la figura 1.6.7 
 
 
 
 
 Figura 1.6.7 Figura 1.6.8 
 
Ahora faltaría solo que cuando sedesactive el B2 se prenda el Foco 2, por lo tanto 
necesitamos una señal que nos recuerde que se hizo presente B2 el cual esta recordado con el R3, 
luego R2 sé desenergiza cuando soltamos B2, por lo tanto podemos colocar un contacto cerrado de 
R2 en serie con un contacto de R3 para energizar el foco 2, tal como lo muestra la figura 1.6.8 
 
Al soltar el B1, como es el permisivo para que trabaje el sistema, al soltarlo se desenergiza 
todo el sistema. 
 
 
 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 44 
 
Ahora como corolario, podemos realizar los siguientes cambios y de esta manera podemos 
realizar modificaciones a los circuitos de acuerdo a las necesidades propias de una automatización. 
 
Consideremos lo siguiente: 
Imaginemos que se hace presente primero B1 y que se prenda el Foco #1, luego, si se hace 
presente B2 que se apague el Foco #1, hasta ahora podemos observar que el ejercicio es similar al 
anterior, observe el siguiente paso. 
 Si se hace ausente la señal de B1 que se prenda el Foco #2 y si se hace ausente el botón #2 
que se apague el Foco #2. 
Como podemos observar las condiciones son diferentes aun cuando el número de variables 
son las mismas, a esto se le llama el ejemplo clásico de la secuencia donde los resultados son 
diferentes en condiciones diferentes con las mismas variables de entrada en momentos diferentes. 
 
 
 
Figura 1.6.9 
 
 
Este ejercicio es fundamental para que la persona que tome estos apuntes pueda realizar 
modificaciones a las maquinas de acuerdo a las necesidades propias del cliente y bajo los criterios 
que requiera el proceso. 
 
 
 
 
Automatización. 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 45 
1.7 Circuitos mono-estables. (Donde interviene el tiempo) 
 
Como podemos observar hasta ahora, los circuitos analizados pertenecen a los secuenciales 
por que intervienen las memorias, pero el tiempo de respuesta son por tiempos indeterminados, 
ahora veremos circuitos donde el tiempo se hace determinado. 
 
 Cuando iniciamos el estudio de los circuitos secuenciales dijimos que los multivibradores 
Mono-estables eran aquellos que tenían un estado estable y el otro casi estable y dábamos por 
ejemplo el temporizador o relevador de tiempo o timer. 
 
Existen dos tipos de temporizadores; 
 
 
On delay o retardo a la conexión. 
Off delay o retardo a la desconexión. 
 
 
On delay: Son aquellos relevadores en los que al energizar la bobina empieza a transcurrir 
el tiempo, (éste tiempo es previamente ajustado, y se les llama con retardo a la conexión porque 
retarda la señal de entrada) cuando completa este tiempo cambian de estado sus contactos y 
permanecen en ese estado mientras esté energizada su bobina, cuando se desenergiza la bobina 
dichos contactos regresan a su estado original. 
 
Dentro de este tipo de temporizadores los podemos encontrar en el mercado con contactos 
instantáneos que funcionan igual a los relevadores normales, en realidad lo que pasa es que dentro 
de los temporizadores traen un relevador normal. 
 
Para diferenciar un relevador normal de uno con tiempo se le pone las letras RT1, RT2, etc. 
También al contacto abierto se le llama N.A.T.C que quiere decir normalmente abierto con 
tiempo para cerrar. Y al contacto cerrado se le llama N.C.T.A que quiere decir normalmente 
cerrado con tiempo para abrir. 
 
Off delay: Son aquellos relevadores en los que al energizar la bobina sus contactos cambian 
de estado inmediatamente y permanecen en ese estado mientras este energizada la bobina y al 
desenergizar la bobina empieza a transcurrir el tiempo (este tiempo es previamente ajustado y se le 
llama con retardo a la desconexión porque el tiempo empieza a transcurrir al desenergizar la 
bobina) cuando completa su tiempo regresan sus contactos a su estado original. 
 
También al contacto abierto se le llama N.A.T.A que quiere decir normalmente abierto con 
tiempo para abrir. Y al contacto cerrado se le llama N.C.T.C que quiere decir normalmente cerrado 
con tiempo para cerrar. 
 
 
NOTA: Siempre que sea posible se deberán utilizar temporizadores ON DELAY ya que son 
 más económicos. 
 
Automatización. 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 46 
 Simbología: 
 
 
 
 RELEY NORMAL TEMPORIZADORES TEMPORIZADORES 
 ON DELAY OFF DELAY 
 (Retardo a la conexión) (Retardo a la desconexión) 
 
NOTA: Observe las flechas de los contactos 
 
 
 
1.7.1 Ejemplos de circuitos Mono estables 
 
 
EJEMPLO 1: 
Se tiene un botón y un foco y se desea que al oprimir el botón se energice el foco y a los 5 
segundos que se apague. Resuelva este circuito primero con ON DELAY (Figura 1.7.1)y luego con 
OFF DELAY (Figura 1.7.2). 
 
 
 
 Figura 1.7.1 Figura 1.7.2 
 
 
EJEMPLO 2: 
 
Observe el circuito de la figura 1.7.1 y 1.7.2 se puede ver que si mantenemos oprimido el 
botón de inicio en la figura 1.7.1 cuando termina el tiempo se apaga el foco pero en un instante muy 
pequeño (tiempo de respuesta de los platinos en abrir y cerrar), entra de nuevo el foco y el 
temporizador, mientras que en la figura 1.7.2 el tiempo empieza a contar a partir de que soltamos 
en botón. Ahora realice las modificaciones para que funcione correctamente aun cuando los 
botones permanezcan activados, esto es, que no repita ciclo en la figura 1.7.1 y que el tiempo 
empiece a transcurrir aun cuando se mantenga oprimido el botón de inicio en la figura 1.7.2. 
SOLUCION: 
Automatización. 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 47 
 
Para la solución de estos problemas se hace necesaria la implementación de un circuito 
denominado “one shot” (un disparo) y la solución se presenta en la figura 1.7.3 y en la figura 1.7.4 
 
 
 
 
 
 Figura 1.7.3 Figura 1.7.4 
 
 
 
 
 
EJEMPLO 3: 
 Se tiene un botón 1 y se desea que al darle un pulso a los 5 segundos se prenda un foco 1 y 
con un botón 2 se apague. (Ver figura 1.7.5) 
 
 Observe como en este circuito se esta utilizando un temporizador que tienen contactos 
instantáneos y contactos con tiempo. 
 
 
 
SOLUCIÓN: 
 
 
Figura 1.7.5 
 
Automatización. 
 Capitulo 1.- Control electromecánico 48 
1.8 Circuitos as-tables. (Donde intervienen los osciladores). 
Son aquellos circuitos en los que no se tiene ningún estado estable ejemplo los osciladores 
 
1.8.1 Ejemplos de circuitos As-tables. 
 
EJEMPLO 4: 
 Se tiene un botón y un foco y se desea que al oprimirlo a los 5 segundos se prenda el foco 1 y 
que dure prendido 3 segundos y que se apague. 
 
SOLUCIÓN: 
 
Figura 1.8.1 
EJEMPLO 5: 
Se tiene un botón y un foco y se requiere, que al oprimir el botón, a los 5 segundos se 
prenda un foco, que dure 3 segundos prendido y se apague y una vez que se apague, que a los 5 
segundos se prenda de nuevo, dure tres segundos prendido y que se apague y así sucesivamente. 
Para pararlo utilice un botón 2. Como se podrá observar este es un oscilador. 
SOLUCIÓN: 
 
Figura 1.8.2 
 
EJEMPLO 6: 
Observe como en la fig. 1.8.2 al oprimir el botón 2 se apaga el foco inmediatamente sin 
completar su tiempo. Resuelva el circuito anterior pero ahora que al oprimir el botón de paro (B2) 
si el foco